Обозначение волнистости на чертежах

Шероховатость поверхности

Шероховатость поверхности — совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами.

Для отделения шероховатости поверхности от других неровностей с относительно большими шагами (отклонения формы и волнистости) её рассматривают в пределах ограниченного участка, длина которого называется базовой длиной.

Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля, получаемого путем сечения реальной поверхности плоскостью.

Числовые значения параметров шероховатости поверхности определяют от единой базы, за которую принята средняя линия профиля, т.е. базовая линия.

Для количественной оценки шероховатости наиболее часто используют три основных параметра:

Ra — среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины.

Rz — высота неровностей по десяти точкам (сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины).

Rmax — наибольшая высота неровностей профиля в пределах базовой длины.

Предпочтительным является параметр Ra, поскольку определяется по большему количеству точек профиля. В связи с этим параметром Ra нормируется шероховатость образцов сравнения, используемых для оценки шероховатости в промышленности.

Параметры Rmax и Rz используют в тех случаях, когда по функциональным требованиям необходимо ограничить полную высоту неровности профиля, а также когда прямой контроль Ra с помощью профилометров или образцов сравнения не представляется возможным (поверхности, имеющие малые размеры или сложную конфигурацию, например режущий инструмент).

Требования к шероховатости поверхности устанавливают исходя из функционального назначения поверхности для обеспечения заданного качества изделий. Если в этом нет необходимости, то требования к шероховатости не устанавливают и шероховатость поверхности не контролируют.

Обозначение шероховатости поверхности

Шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции.

Структура обозначения шероховатости поверхности включает знак шероховатости, полку знака и другие дополнительные указания. При применении знака без указания параметра и способа обработки его изображают без полки.

Высота h должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел. Высота H равна (1.5. 5) h. Толщина линий знаков должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной основной линии, применяемой на чертеже.

Знаки для обозначения шероховатости поверхности в зависимости от вида ее обработки

Основной знак, соответствующий обычному условию нормирования шероховатости, когда метод образования поверхности чертежом не регламентируется.

Знак, соответствующий, конструкторскому требованию, чтобы поверхность была образована удалением слоя материала, например, точением, шлифованием, полированием, травлением и т. п. (конкретный вид обработки может и не указываться).

Знак, соответствующий конструкторскому требованию, чтобы поверхность была образована без удаления поверхностного слоя материала, например, литьем, штамповкой, прессованием (конкретный вид образования поверхности может и не указываться).

Взаимозаменяемость по волнистости и шероховатости поверхностей деталей. Обозначения на чертежах. Методы и средства контроля;

Сайт СТУДОПЕДИЯ проводит ОПРОС! Прими участие 🙂 — нам важно ваше мнение.

Общие понятия влияния погрешности формы расположения волнистости и шероховатости на эксплутационные характеристики изделий.

Во всех предыдущих разделах мы предполагали, что действительная поверхность детали эквидистантна номинальной, что в действительности не наблюдается. Вместо цилиндрического вала мы можем увидеть конус, пирамиду или фигуру сложной формы – погрешность формы. Причем, если ось этой фигуры не совпадает с номинальной осью, то это погрешность расположения. Ось является базой, относительно которой определяется номинальная поверхность.

Если рассмотреть поверхность детали, то окажется, что она может носить периодических характер. При малой частоте периодичности это — волнистость, при большой – шероховатость.

Таким образом, если действительная поверхность детали не выходит за пределы поля допуска, то можно было бы считать деталь годной. При реальном соединении детали контактируют не номинальные, а действительные поверхности, у которых имеется своя волнистость (шероховатость), а также погрешности формы и расположения, поэтому для многих деталей помимо допусков на размеры следует ввести и другие ограничения.

Номинальная поверхность детали, указанная на чертеже, базируется относительно какого-либо элемента. Под базовым элементом могут понимать какую-либо поверхность, линию, точку или их совокупность.

При этом допуск на размер нормирует действительную поверхность при допущении, что она имеет ту же форму, что и номинальная, причем действительный базовый элемент также должен совпадать с номинальным. Однако в ряде случаев форма расположения относительно базового элемента и микроструктура действительной поверхности определяют эксплуатационные характеристики изделия, поэтому деталь не может быть годной, даже если действительный размер не выходит за поле допуска T_d . Следовательно, необходимо наложить специальное ограничение.

Рассмотрим цилиндрический вал, укажем его номинальную поверхность, базовую ось, радиальные допуски , номинальный диаметр детали , действительную поверхность, а также действительную ось (рис. 54).

Из рисунка видно, что действительная поверхность детали не выходит за пределы допуска и деталь должна быть признана годной, однако в отличие от номинального профиля детали, действительный профиль имеет форму конуса. Профиль – сечение соответствующей поверхности какой-либо плоскостью.

Если действительная поверхность коническая, а это имеет решающее значение в соединении, то это отклонение нормируется погрешностью формы, если действительная ось не соответствует номинальной, то это погрешность расположения.

Если на действительной поверхности наблюдается периодическая структура со средней амплитудой W и шагом S_w и относительный шаг :

— волнистая поверхность,

— шероховатая поверхность,

— погрешность формы.

Волнистость — периодические неровности с относительно небольшим отношением шага к высоте в пределах 40≤ ≤1000. Волнистость нормируется по трем параметрам:

2) максимальная высота волнистости W_max ;

3) средний шаг волнистости S_w.

Для определения волнистости выделяется участок измерения, включающий в себя не менее пяти волн. Этот участок разбивается на пять одинаковых участков l₁, l₂..i₅ , на каждом из которых определяется высота волнистости. Высота волнистости определяется как среднее из пяти измеренных высот волнистости:

Максимальная высота определяется как максимальная высота амплитуд волны из выбранных пяти участков. Средний шаг неровности находится как среднеарифметическое на этих участках:

Волнистость занимает промежуточное положение между погрешностями форма и шероховатости.

Шероховатость — микронеровности представляющие собой следы воздействия режущего инструмента, вырова режущей кромкой материала поверхности и т.п. с малым шагом ≤40.

Нормируется шероховатость относительно средней линии, положение которой определяется так, чтобы отклонение профиля неровностей относительно нее было бы минимальным (рис. 56). Профиль неровности определяется профилограммой. Средняя линия находится таким образом, чтобы отклонения относительно этой средней линии было бы минимально. Пусть средняя линия задана некоторой величиной а. Для нахождения величины а необходимо выполнить стандартную операцию по определению интегральной невязки.

. (24.3)

Для того, чтобы определить из этого условия величину а, необходимо найти частную производную по неизвестной и эта производная для обеспечения минимума должна быть равной нулю

. (24.4)

Решая это уравнение, получим

. (24.5)

Тогда ось х переносим на линию а.

Линия максимума должна быть эквидистантна средней линии и проходить по линии максимального выступа. Средняя же линия эквидистантна номинальному профилю детали. Выступ ограничен линией профиля и средней линией и направлен из тела детали, а впадина — в тело детали. Шаг по средней линии — отрезок средней линии, пересекающий ее в трех точках и ограниченный двумя крайними точками.

Шероховатость нормируется по трем группа факторов:

1) параметры, связанные с высотой неровности:

а) среднеарифметическое отклонение профиля в пределах базовой длины l.

(24.6)

. (24.7)

б) высота неровностей профиля по десяти точкам.

. (24.8)

в) наибольшая высота неровностей R _max — расстояние между линией выступов и линией впадин.

. (24.9)

2) параметры, связанные со свойствами неровностей в направлении длины:

а) средний шаг неровностей по средней линии.

. (24.10)

б) средний шаг местных выступов профиля.

(24.11)

3) параметры шероховатости, связанные с формой неровностей профиля:

опорная длина профиля .

Линии чертежа и их назначение

Основными элементами любого чертежа являются линии. Чтобы чертёж был более выразителен и понятен для чтения, его выполняют разными линиями, начертание и назначение которых для всех отраслей промышленности и строительства установлены государственным стандартом.
Изображения предметов на чертеже представляют собой сочетание различных типов линий.

Каждый чертеж рекомендуется предварительно выполнять сплошными тонкими линиями. После проверки правильности формы, размеров, а также компоновки полученного изображения и удаления всех вспомогательных линий чертеж обводят линиями различного начертания и толщины согласно ГОСТ 3456 — 59. Каждая из таких линий имеет свое назначение.

Сплошная толстая основная линия принята за исходную. Толщина ее S должна выбираться в пределах от 0,6 до 1,5 мм. Она выбирается в зависимости от величины и сложности изображения, формата и назначения чертежа. Исходя из толщины сплошной толстой основной линии выбирают толщину остальных линий при условии, что для каждого типа линий в пределах одного чертежа на всех изображениях она будет одинаковой.

Сплошная тонкая линия применяется для изображения размерных и выносных линий, штриховки сечений, линии контура наложенного сечения, линии выноски. Толщина сплошных тонких линий берется в 2-3 раза тоньше основных линий.

Штриховая линия применяется для изображения невидимого контура. Длина штрихов должна быть одинаковая, от 2 до 8 мм. Расстояние между штрихами берут от 1 до 2 мм. Толщина штриховой линии в 2-3 раза тоньше основной.

Штрихпунктирная тонкая линия применяется для изображения осевых и центровых линий, линий сечения, являющихся осями симметрии для наложенных или вынесенных сечений. Длина штрихов должна быть одинаковая и выбирается в зависимости от размера изображения от 5 до 30 мм. Расстояние между штрихами от 2 до 3 мм. Толщина штрихпунктирной линии от S/3 до S/2, Осевые и центровые линии концами должны выступать за контур изображения на 2-5 мм и оканчиваться штрихом, а не точкой.

Штрихпунктирная с двумя точками тонкая линия применяется для изображения линии сгиба на развёртках. Длина штрихов от 5 до 30 мм, и расстояние между штрихами от 4 до 6 мм. Толщина этой линии такая же, как и у штрихпунктирной тонкой, то есть от S/3 до S/2 мм.

Разомкнутая линия применяется для обозначения линии сечения. Толщина её выбирается в пределах от S до 11/2S, а длина штрихов от 8 до 20 мм.

Сплошная волнистая линия применяется, в основном как линия обрыва в тех случаях, когда изображение дано на чертеже не полностью. Толщина такой линии от S/3 до S/2.

Качество чертежа в значительной степени зависит от правильного выбора типа линий, соблюдения одинаковой толщины обводки, длины штрихов и расстояния между ними, аккуратности их проведения.

Параметры шероховатости

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ШЕРОХОВАТОСТИ И ИХ ОБОЗНАЧЕНИЯ
( по ГОСТ 2789 — 73 )

  Шероховатость поверхности — это совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенная с помощью базовой длины.

где,
l — базовая длина: m — средняя линия профиля; S_m — средний шаг неровностей профиля; S — средний шаг местных выступов профиля; H_imax — отклонения пяти наибольших максимумов профиля; H_imin — отклонения пяти наибольших минимумов профиля; h_imax — расстояние от высших точек пяти наибольших максимумов до линии, параллельной средней и не пересекающей профиль; h_imin — расстояние от низших точек пяти наибольших минимумов до этой же линии; R_max — наибольшая высота профиля; у — отклонения профиля от линии; tp — относительная опорная длина профиля; р — уровень сечения профиля; b_i — длина отрезков, отсекаемых на заданном уровне р.

  ГОСТ 2789-73 полностью соответствует международной рекомендации по стандартизации ИСО Р 468. Он устанавливает перечень параметров и типов направлений неровностей, которые должны применяться при установлении требований и контроле шероховатостей поверхности, числовые значения параметров и общие указания.

  1. Требования к шероховатости поверхности должны устанавливаться исходя из функционального назначения поверхности для обеспечения заданного качества изделий. Если в этом нет необходимости, то требования к шероховатости поверхности не устанавливаются и шероховатость этой поверхности контролироваться не должна.

  2. Требования к шероховатости поверхности должны устанавливаться путем указания параметра шероховатости (одного или нескольких) из перечня значений выбранных параметров и базовых длин, на которых происходит определение параметров.

ТАБЛИЦА СООТВЕТСТВИЯ КЛАССОВ ШЕРОХОВАТОСТИ

  При необходимости дополнительно к параметрам шероховатости поверхности устанавливаются требования к направлению неровностей поверхности, к способу или последовательности способов получения (обработки) поверхности.

  Для номинальных числовых значений параметров шероховатости должны устанавливаться допустимые предельные отклонения.

  3. Требования к шероховатости поверхности не включают требований к дефектам поверхности, поэтому при контроле шероховатости поверхности влияние дефектов поверхности должно быть исключено. При необходимости требования к дефектам поверхности должны быть установлены отдельно.

  Допускается устанавливать требования к шероховатости отдельных участков поверхности (например, к участкам поверхности, заключенным между порами крупнопористого материала, к участкам поверхности срезов, имеющим существенно отличающиеся неровности).

  Требования к шероховатости поверхности отдельных участков одной поверхности могут быть различными.

  4. Параметры шероховатости (один или несколько) выбирают из приведенной номенклатуры:

R_a — среднеарифметическое отклонение профиля;
R_z — высота неровностей профиля по десяти точкам;
R_max — наибольшая высота профиля;
S_m — средний шаг неровностей;
S — средний шаг местных выступов профиля;
t_p — относительная опорная длина профиля, где р — значение уровня сечений профиля.

  Параметр R_a является предпочтительным.

  5. Числовые значения параметров шероховатости (наибольшие, номинальные или диапазоны значений) выбирают из таблицы

СРЕДНЕАРИФМЕТИЧЕСКОЕ ОТКЛОНЕНИЕ ПРОФИЛЯ R_a, мкм

  6. Относительная опорная длина профиля t_p:

  7.Числовые значения уровня сечения профиля р выбирают из ряда:

    5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90 % от R_max.

  8. Числовые значения базовой длины l выбирают из ряда:

ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ
И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА РАБОТУ ДЕТАЛЕЙ

  В процессе формообразования деталей на их поверхности появляется шероховатость – ряд чередующихся выступов и впадин сравнительно малых размеров. Шероховатость может быть следом от резца или другого режущего инструмента, копией неровностей форм или штампов, может возникать вследствие вибраций, возникающих при резании, а также в результате действия других факторов.

  Влияние шероховатости на работу деталей машин многообразно:
— шероховатость поверхности может нарушать характер сопряжения деталей за счет смятия или интенсивного износа выступов профиля ;
— в стыковых соединениях из-за значительной шероховатости снижается жесткость стыков ;
— шероховатость поверхности валов разрушает контактирующие с ними различного рода уплотнения ;
— неровности, являясь концентраторами напряжений, снижают усталостную прочность деталей ;
— шероховатость влияет на герметичность соединений, на качество гальванических и лакокрасочных покрытий ;
— шероховатость влияет на точность измерения деталей ;
— коррозия металла возникает и распространяется быстрее на грубо обработанных поверхностях ;
и т.п.

  В техпpоцессе пpи ноpмиpовании шеpоховатости pекомендуется пpименять высотные паpаметpы Ra и Rz

  Параметр R_z нормируется в тех случаях, когда прямой контроль R_a с помощью профилометров невозможен.

  Hа pисунке пpиведены значения этих паpаметpов для наиболее часто встpечающихся видов обработки, которых возможно достичь резанием:

— фрезерование: R_a 12,5 — 0,4 (3 — 8 классы обработки);
— сверление: R_a 12,5 — 0,2 (3 — 9 классы обработки);
— прорезание: R_a 50 — 3,2 (1 — 5 классы обработки);
— протягивание: R_a 6,3 — 0,2 (4 — 9 классы обработки);
— резьбонарезание: R_a 6,3 — 1,6 (4 — 6 классы обработки);
— развертывание: R_a 2,5 — 0,4 (5 — 8 классы обработки);
— растачивание: R_a 3,2 — 0,1 (5 — 10 классы обработки);
— шлифование: R_a 3,2 — 0,1 (5 — 10 классы обработки).

  В таблице приведены значения паpаметpов шероховатости для некотоpых наиболее часто встpечающихся элементов деталей и соединений.

ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ
ПРИ МЕХАНИЧЕСКИХ МЕТОДАХ ОБРАБОТКИ

  Обозначения шероховатости поверхностей и правила нанесении их на чертежах изделий устанавливает ГОСТ 2.309-73. который полностью соответствует ИСО 1302-78. Обозначения шероховатости проставляют на всех поверхностях изделия, выполняемых по чертежу, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции.

  При наличии в обозначении шероховатости только значения параметра (параметров) применяют знак без полки.

  В обозначении шероховатости поверхности, вид обработки которой конструктором не устанавливается, применяют знак по рис. а).

  В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована удалением слоя материала, например, точением, фрезерованием, травлением и т.п. применяют знак по рис. б).

  В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована без удаления слоя материала, например, литьем, ковкой, штамповкой, прокатом, волочением и т.п.. а также поверхности, не обрабатываемой по данному чертежу, применяют знак по рис. в).

  Значение параметра шероховатости указывают в обозначении шероховатости:

  В примере t₅₀70 указана относит. опорная длина профиля t_p = 70% при уровне сечения профиля р = 50%.

  Базовую длину в обозначении шероховатости поверхности не указывают, если требования к шероховатости нормируют указанием параметров R_a, R_z, и определение параметров должно производиться в пределах базовой длины, соответствующей значению параметров.

  Вид обработки поверхности указывают в обозначении шероховатости только в случаях, когда он является единственным, применимым для получения требуемого качества поверхности.

  Допускается применять упрощенное обозначение шероховатости поверхностей с разъяснением его в технических требованиях чертежа.

  В упрощенном обозначении используют знак √ и строчные буквы русского алфавита в алфавитном порядке, без повторений и. как правило, без пропусков.

  При указании номинального значения параметра шероховатости значения параметров записывают сверху вниз в следующем порядке:

— параметр высоты неровностей профиля;
— параметр шага неровностей профиля;
— относительная опорная длина профиля.

  Если шероховатость одной и той же поверхности различна на отдельных участках, то эти участки разграничивают сплошной тонкой линией с нанесением соответствующих размеров и обозначений шероховатости. Через заштрихованную зону линию границы между участками не проводят.

  Обозначение одинаковой шероховатости поверхности сложной конфигурации допускается приводить в технических требованиях чертежа со ссылкой на буквенное обозначение поверхности, например:

  Шероховатость поверхности A — R_z10

  При этом буквенное обозначение поверхности наносят на полке линии-выноски, проведенной от утолщенной штрихпунктирной линии, которой обводят поверхность на расстоянии 0,8 . 1 мм от линии контура.

КОНТРОЛЬ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ

  Контроль шероховатости поверхности может проводиться:

  1. Сравнением поверхности изделия с образцами шероховатости поверхности по ГОСТ 9378-93 для конкретных способов обработки. Вместо образцов шероховатости могут применяться аттестованные образцовые детали.

  2. Измерением параметров шероховатости непосредственно по шкале приборов (профилометров). либо по увеличенному изображению профиля, или записанной профилограмме сечения, полученным на профилографах.

  Если не задано направление измерения шероховатости, то измерения проводят в направлении наиболее грубой шероховатости. При механической обработке — это направление, перпендикулярное к главному движению резания (поперечная шероховатость).

  Образцы шероховатости поверхностей (сравнения) по ГОСТ 9378 — 93 (ИСО 2632 — 1. ИСО 2632 — 2) предназначены для сравнения визуально и на ощупь с поверхностями изделий, полученными обработкой резанием, полированием, электроэрозионной. дробеструйной и пескоструйной обработкой.

ГОСТ 2.309-73 — Единая система конструкторской документации. Обозначения шероховатости поверхностей
ГОСТ 4.449-86 — Система показателей качества продукции. Приборы контрольно-измерительные оптико-механические для контроля шероховатости и качества поверхности. Номенклатура показателей
ГОСТ 8.296-78 — Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный специальный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений параметров шероховатости Rmax и Rz в диапазоне от 0,025 до 1600 мкм
ГОСТ 7016-82 — Изделия из древесины и древесных материалов. Параметры шероховатости поверхности
ГОСТ 9378-93 — Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия
ГОСТ 9847-79 — Приборы оптические для измерения параметров шероховатости поверхности. Типы и основные параметры
ГОСТ 15612-85 — Изделия из древесины и древесных материалов. Методы определения параметров шероховатости поверхности
ГОСТ 19300-86 — Средства измерений шероховатости поверхности профильным методом. Профилографы-профилометры контактные. Типы и основные параметры
ГОСТ 25142-82 — Шероховатость поверхности. Термины и определения
ГОСТ 27964-88 — Измерение параметров шероховатости. Термины и определения